演示约定:固定波速 v=340 m/s、弦长 L=1.7 m,谐波阶数取正整数。令谐波阶数 n=3,计算 fₙ=n×340/(2×1.7)=100n,得到驻波频率 fₙ=300 Hz。第 1 阶是基频,后续允许频率以 100 Hz 为间隔排列。
公式、图像和实验参数马上就绪。
公式、图像和实验参数马上就绪。
改变“谐波阶数 n”时,驻波频率 fₙ会怎样变化?
两端固定的弦只能容纳整数个半波长,因此共振频率是基频的整数倍。 在交互演示中,纵轴严格表示“驻波频率 fₙ”,不再使用没有物理或数学含义的响应百分比。
先辨认公式中的量:fₙ:第 n 阶频率;n:正整数谐波阶数;v:波速;L:弦长。先确定题目要求的是哪一个量,再决定是否需要移项或换算单位。
本页只改变“谐波阶数 n”,其余量采用明确的演示约定:固定波速 v=340 m/s、弦长 L=1.7 m,谐波阶数取正整数。这样曲线上的变化只来自一个变量。
按通式 fₙ=nv/(2L) 建立计算关系。当前模型的实际计算是:计算 fₙ=n×340/(2×1.7)=100n。
第 1 阶是基频,后续允许频率以 100 Hz 为间隔排列。 数据曲线展示的是这一真实计算结果,动画中的当前点也取自同一结果。
最后检查适用边界:弦均匀、张力恒定且两端固定;本演示固定 v=340 m/s、L=1.7 m。 若输入触及无定义点,界面会明确显示“无有效结果”,曲线也会在该处断开。
演示约定:固定波速 v=340 m/s、弦长 L=1.7 m,谐波阶数取正整数。令谐波阶数 n=3,计算 fₙ=n×340/(2×1.7)=100n,得到驻波频率 fₙ=300 Hz。第 1 阶是基频,后续允许频率以 100 Hz 为间隔排列。
弦均匀、张力恒定且两端固定;本演示固定 v=340 m/s、L=1.7 m。
固定波速 v=340 m/s、弦长 L=1.7 m,谐波阶数取正整数
读图时先看横轴“谐波阶数 n”,再看纵轴“驻波频率 fₙ”。演示中固定的量只是为了形成一条可比较曲线,不是通式额外增加的普遍条件。
调节“谐波阶数 n”,在“固定波速 v=340 m/s、弦长 L=1.7 m,谐波阶数取正整数”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 fₙ=nv/(2L)。
调节“谐波阶数 n”,在“固定波速 v=340 m/s、弦长 L=1.7 m,谐波阶数取正整数”的约定下,用真实计算曲线和变量关系理解 fₙ=nv/(2L)。
当前输入为 3,实时结果为 300 Hz。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。